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基于发射率模型约束的多光谱辐射真温反演法
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:《光谱学与光谱分析》
  • 时间:0
  • 分类:TK311[动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ470767)资助
中文摘要:

温度测量是工业生产或科学实验中保证产品质量、降低生产成本和确保实验安全的重要因素之一。目前非接触的测温方法以辐射测温法为主,二次测量法是多光谱辐射测温中一种常用的方法。但是,二次测量法不适用于实时数据处理。针对此问题,基于多光谱亮度温度数学模型引入了发射率模型约束条件,提出了一种多光谱辐射真温快速反演法。对于非黑体,根据不同波长下的亮度温度的关系,得出当亮度温度在一个区间内是增函数或者常数函数时,发射率在该区间内是增函数;当亮度温度在一个区间内是减函数时,则发射率在该区间内满足一个关于发射率和波长的不等式。该发射率模型约束条件根据亮度温度的信息,将发射率假设值的构建由多类减少到一类,避免了不必要的发射率的构建。实验分别采用实际发射率随波长单调下降、单调上升、先下降再上升、先上升再下降和随机变化的具有代表性的五个被测目标,针对两个被测温度点进行了仿真对比分析。结果表明,与二次测量法相比,对于同一个被测目标,在相同的温度初值和相同的发射率搜索范围下,新算法在保证精度的情况下,不仅所得结果相同,而且处理速度提升了19.16%~43.45%。

英文摘要:

Temperature measurement is one of the important factors for ensuring product quality ,reducing production cost and ensuring experiment safety in industrial manufacture and scientific experiment .Radiation thermometry is the main method for non‐contact temperature measurement .The second measurement (SM ) method is one of the common methods in the multispec‐tral radiation thermometry .However ,the SM method cannot be applied to on‐line data processing .To solve the problems ,a rapid inversion method for multispectral radiation true temperature measurement is proposed and constraint conditions of emissiv‐ity model are introduced based on the multispectral brightness temperature model .For non‐blackbody ,it can be drawn that emis‐sivity is an increasing function in the interval if the brightness temperature is an increasing function or a constant function in a range and emissivity satisfies an inequality of emissivity and wavelength in that interval if the brightness temperature is a decrea‐sing function in a range ,according to the relationship of brightness temperatures at different wavelengths .The construction of emissivity assumption values is reduced from multiclass to one class and avoiding the unnecessary emissivity construction with emissivity model constraint conditions on the basis of brightness temperature information .Simulation experiments and compari‐sons for two different temperature points are carried out based on five measured targets with five representative variation trends of real emissivity :decreasing monotonically ,increasing monotonically ,first decreasing with wavelength and then increasing , first increasing and then decreasing and fluctuating with wavelength randomly .The simulation results show that compared with the SM method ,for the same target under the same initial temperature and emissivity search range ,the processing speed of the proposed algorithm is increased by 19.16% ~43.45% with the same precision and the same calculation results .

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642